ПЕРВИЧНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НА МОЛОДОЙ ПРИМОРСКОЙ РАВНИНЕ ПРИКАСПИЯ (НА ПРИМЕРЕ РОССИИ И ИРАНА)
THE PRIMARY DIFFERENTIATION OF THE SOILSCAPES AT THE YOUNG COASTAL PLAINS OF THE CASPIAN SEA IN RUSSIA AND IRAN
М.В. Конюшкова1, С. Алавипанах2, А. Абдоллахи2, С. Хамзех2, А. Хидари2, М.П. Лебедева3, Ю.Д. Нухимовская4, И.Н. Семенков1, Т.И. Чернов3
M.V. Konyushkova1, S. Alavipanah2, A. Abdollahi2, S. Hamzeh2, A. Heidari2, M.P. Lebedeva3, Yu.D. Nukhimovskaya4, I.N. Semenkov1, T.I. Chernov3
1МГУ имени М.В. Ломоносова
(Россия, 119991 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12)
2Университет Тегерана
(Иран, г. Тегеран, ул. Весал Ширази, аллея Азин)
3Почвенный институт имени В.В. Докучаева
(Россия, 119017 Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2)
4Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
(Россия, 119071 Москва, Ленинский проспект, 33)
1Lomonosov Moscow State University
(Russia, 119991 Moscow, Leninskie gory 1, bld. 12)
2University of Tehran
(Iran, Tehran, Vesal Shirazi St., Azin Alley)
3V.V. Dokuchaev Soil Science Institute
(Russia, 119017 Moscow, Pyzhevskii per. 7, bld. 2)
4A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution
(Russia, 119071 Moscow, Leninskii prospect 33)
e-mail: 1mkon@inbox.ru; 2saeid.hamzeh@ut.ac.ir; 3m_verba@mail.ru; 4ydnuhim@gmail.com
Изучен в детальном масштабе паттерн засоления на молодых суглинистых приморских равнинах Прикаспия в России и Иране, освободившихся из-под воды в недавнем прошлом (100-200 лет назад). Почвы представлены гидроморфными солончаками с УГВ 2-2,5 м. Показано, что дифференциация почв по засолению происходит на самых ранних этапах субаэрального развития территории. Дифференциация по засолению охватывает верхние 70 см почв, максимально проявляясь в слое 0-5 см.
The pattern of soils salinity is studied with a very detailed scale at young loamy coastal plains of the Caspian Sea in Russia and Iran. The age of the dry land is about 100-200 years old. Soils are represented by solonchaks with shallow ground water table lying at the depth of 2-2,5 m. It was shown that the differentiation of soil salinity occurs in the very early stages of subaerial development of the surface. The upper 70 cm of soils are subjected to such a differentiation with the maximum manifestation in the upper 5 cm.
Введение
В географии почв одна из важнейших тем – причины, механизмы и скорости геохимической и морфологической дифференциации почвенного покрова. Как известно, почвенный покров характеризуется разной выраженностью неоднородности и почвенного разнообразия на разных этапах эволюции ландшафта. Особенно ярко это выражено в Прикаспийском регионе, где можно наблюдать непрерывный эволюционный ряд развития почв на морских равнинах: от стадии первичного почвообразования до полнопрофильных зональных почв и солонцовых комплексов. Для поздних этапов развития морской равнины Прикаспия характерно формирование комплексного почвенного покрова на тяжелосуглинистых и легкоглинистых отложениях. Считается, что факторами дифференциации почвенного покрова на молодой морской равнине выступают микрорельеф, растительность и/или зоогенная деятельность. Однако анализ ряда публикаций [1-4] и натурные наблюдения на разновозрастных участках суши в Прикаспийской низменности наталкивает на мысль, что первичная дифференциация появляется после отступления моря в субаэральных условиях (на стадии солончака) еще до возникновения микрорельефа и заселения поверхности растительностью и животными, а в дальнейшей эволюции почвенного покрова все указанные выше факторы «закрепляют» и усиливают уже существующую картину почвенной неоднородности. Таким образом, возникает вопрос: в какой момент и благодаря чему возникает первичная дифференциация почвенного покрова морских равнин и как изменяется картина неоднородности в ходе регрессии моря и опускания уровня грунтовых вод, а также эволюционного развития территории?
Целью настоящего исследования является изучение первичной неоднородности почвенного покрова на морских равнинах Прикаспийского региона в различных климатических и литолого-геоморфологических условиях.
Материалы и методы
Исследования проводились на трех ключевых участках, расположенных на суглинистых приморских равнинах России (север Дагестана) и Ирана (провинция Голестан) на высотных отметках 25-26 метров ниже уровня моря (рис. 1). Примерный возраст территорий составляет около 100-200 лет. В России были изучены участки Каспий-1 (-25 м), координаты 44.5412 с.ш., 46.6642 в.д. и Каспий-2 (-25,8 м), координаты 44.5529 с.ш., 46.6769 в.д. В Иране был изучен участок Иран-1 (около -25 м), координаты 37.1754 с.ш., 54.0677 в.д.
Рисунок 1. Расположение ключевых участков
На ключевых участках размером 50х50 м (Каспий-1), 45х30 м (Каспий-2), 25х20 м (Иран-1) был выполнен следующий комплекс исследований: съемка микрорельефа с помощью GNSS Stonex S9 Plus, геоботаническое картирование, заложено и описано 5 почвенных разрезов, из них отобраны образцы на химический и микроморфологический анализ (51 образец), измерена плотность и влажность почв весовым методом. По случайно-регулярной сетке с переменным шагом от 1 до 5 м заложена в общей сложности 161 скважина глубиной 1 м, из них по глубинам отобрано 1132 образца. Также с помощью GNSS был измерен рельеф по профилям длиной около 3 и 1,5 км, пересекающим участки Каспий-1 и Каспий-2, заложенным с запада на восток поперек береговой линии.
В образцах из разрезов был выполнен анализ состава солей (водная вытяжка 1:5 в российских образцах и экстракт из почвенной пасты в иранских образцах), определен гранулометрический состав (лазерная дифрактометрия), определен валовый состав по макроэлементам (рентген-дифрактометрия). В образцах из скважин с помощью прибора Hanna Combo измерена электропроводность (1:2,5), в части образцов (около 200 образцов) измерен рН пасты.
Карты засоления почв были составлены в программе SAGA с помощью метода обратных расстояний.
Результаты и обсуждение
Анализ полученных результатов показал следующее. На российской части Прикаспия микрорельеф хорошо выражен (рис. 2). Перепады высот составляют от 10-15 (Каспий-2) до 20-30 см (Каспий-1). В случае участка Каспий-2 микроповышения четко приурочены к кустам тамарикса. На иранской части микрорельеф очень сильно сглажен, перепады не превышают 5 см.
Рисунок 2. Микрорельеф участков на приморской равнине (Россия/Дагестан)
Дифференциация почвенного покрова по засоленности ярко выражена на всех трех изученных участках, несмотря на то, что все почвы участков относятся к поверхностно-засоленным почвам – солончакам (табл. 1). В основном перераспределение солей затрагивает поверхностные 50 см почв и особенно ярко проявляется в верхних 5 см (рис. 3).
Таблица 1 Основные статистики засоленности почв российского и иранского участков по изученным слоям
Рисунок 3. Засоленность верхних 5 см почв ключевых участков
В случае российского участка, засоленность почв обратна микрорельефу, то есть микроповышения менее засолены, чем микропонижения. Это закономерно отражается и в растительном покрове: в микропонижениях растут солянки (петросимония, сведа, сарсазан) и франкения с поташником, на микроповышениях – тамарикс и разнотравье (Каспий-2) или однолетники (Каспий-1). Почвы микроповышений и микропонижений морфологически и по данным валового анализа (рентген-дифрактометрия) практически не различаются. Единственное отличие – наличие более мощного (от 5-10 см (Каспий-2) до 10-20 см (Каспий-1)) поверхностного горизонта предположительно эолового генезиса в почвах микроповышений. рН и засоление почв обратно скоррелированы, особенно ярко это выражено весной после весенней промывки. Сезонная динамика солей выражается в опреснении почв весной и их засолении к осени, но при этом сохраняется общая картина (паттерн) засоления: то есть менее засоленные почвы микроповышений в любой сезон остаются менее засоленными по сравнению с окружающими их микропонижениями. На иранской части Прикаспия микрорельеф изученного участка очень сильно сглаженный, растительность монодоминантная (сарсазан), однако общий характер дифференциации солей в почвенном покрове аналогичен таковому на российских участках.
Вывод
Дифференциация почв по засолению происходит на самых ранних этапах субаэрального развития молодой засоленной равнины, при этом проявляется сходно независимо от разной выраженности микрорельефа, растительности, литологии и климата.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 17-55-560006.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: